第十三章空气调节

第十三章空气调节第一节概述第二节空调系统的分类与组成第三节空调负荷和房间气流分布第四节空气处理设备第五节能量输配系统第一节概述一．空气调节的任务与作用（一）定义：

采用技术手段，把其种特定空间内部的空气环境控制在一定状态下，使其满足人体舒适性或生产工艺的要求。

（二）作用：1．工艺性空调：为生产或科学实验过程服务的空调2．舒适性空调:

满足人体舒适需求。（三）手段：将室外空气送到空气处理设备中进行冷却，加热，除湿、加湿、净化等处理，然后再送回到室内，以达到消除室内的余热、余湿、有害物或为室内加热、加湿的目的；通过向室内送入一定量处理过的室外空气的办法来保证室内空气的新鲜度。 二、空调参数的控制指标

工艺性空调的参数控制指标：以空调基数+空调精度（波动范围）

如（20-22）±2℃，50±5％，（20-22℃、50）为基数，（±2℃，±5％）为精度。《规范》对舒适性空调的室内参数作了总的规定：1、冬季：t=18-24℃，φ=30%-60%，υ≤0.2m/s2、夏季：t=22-28℃，φ=40%-65%，υ≤0.3m/s第二节空调系统的分类与组成一、空调系统的基本组成部分：

被调房间、空气处理设备、能量输配系统、冷热源

二．空调系统的分类:㈠．按空气处理设备的集中程度分：1．集中式:所有设备设置在空调机房，（全风）2．半集中式：空调机房处理风（空气），然后送到各房间，由分散在各房间的二次设备（如风机盘管）再进行二次处理。3．分散式：冷热源，输送设备及处理设备等集中设置分散在每个空调房间。如柜机、分体式均为此类。

㈡按介质1．全空气系统：完全由处理过的空气作为承载空调负荷的介质。2．全水系统：完全由处理后的水作为承载空调负荷介质。3．空气—水系统：处理过后空气负担部分空调负荷并带走室内产生的各种污染物，而由水负担其余部分负荷，如新风+风机盘管系统。4．制冷剂系统（直接蒸发机组系统）：由制冷剂直接作为承载空调负荷的介质的系统。

集中式空调系统设备集中布置，便于管理和控制，处理空气量大，但机房占地面积较大。（一）集中式空调系统的送风量是否变化分为

：1、定风量系统：总送风量不随室内热、湿负荷的变化而变化，其送风量是根据房间的最大热、湿负荷确定。（浪费能源）2、变风量系统：送风量随室内热、湿负荷的变化而变化，热湿负荷大时送风量就大，热湿负荷小时送风量就小。

（二）集中式空调系统根据风道数目又分为：1、单风道系统：仅有一根送风管，夏季送冷风，冬季送热风。2．双风道系统：一根热风道一根冷风道，可通过调节二者的风量比控制各房间的参数。

集中式空调系统处理的空气来源：①新鲜空气；②室内的回风。

四．半集中式空调系统：风机盘管+新风机组

由集中设置在空调机房的空调机组处理新风后送入室内，由调置在各空调房间的风机盘管循环处理室内空气并带走主要冷热负荷。

占建筑空间少，各空调房间可根据需要独立调节室温，房间无人时，可单独关闭室内机组的风机，节省运行费用，但布置分散，维护管理不便，水系统复杂。

五、空调机组：空调机组其实是一个小型的空调系统。主要设备：冷热交换器（直接蒸发器）、空气过滤器、风机、冷冻机与控制设备。有的还装有电加热器与加湿器。有的冷冻机还兼有热泵功能（见图13--5）。空调机组的特点是结构紧凑、体积较小，占机房面积小，安装简便，使用灵活。

结构上可分为整体式与分体式两种。外形主要可分为窗式与柜式，窗式容量与外形尺寸较小，制冷量在7KW以下，风量在1200m3/h以下，适合安装在外墙或外窗上；柜式容量与外形尺寸较大，可直接安装在空调房里，也可设置在邻室并外接风管。另外还有柱式、悬吊式、落地式、壁挂式、台式等。

低温低压的氟利昂液体混合物流经蒸发器盘管后吸热蒸发成低压的氟利昂气体，从而冷却室内空气。第三节空调负荷和房间气流分布一．空调房间的建筑布置空调的冷负荷和湿负荷与建筑布置及围护结构有很大关系。所以在布置上要：1．远离产生大量污染物或高温高湿的房间。2．远离噪音源（如水泵房）。3．各房间要尽量集中，且同参数要求的房间尽可能相邻或上、下布置。4．室内温湿度波动小的房间，应尽量在室温波动允许较大的空调房间内。二、围护结构的热工要求㈠空调房间的外窗面积应尽量减少，并应采取遮阳措施，外窗面积一般不超过房间面积的17%，东、西外窗最好采用外遮阳。内遮阳可采用窗帘或活动百叶窗。㈡窗缝应有良好的密封，以防室外风渗透。㈢房间外门，门缝应该严密，以防室外风侵入，当门两侧温差≥7℃时，应采用保温门。㈣围护结构的最大传热系数（与墙厚，材料在关）不宜大于表13-4中数据。三、影响空调房间内、外的因素及气流分布冷负荷：需用供冷来消除的室内负荷称为——冷负荷热负荷：需用供热的室内负荷称为——热负荷湿负荷：需要消除的室内产湿量称为——湿负荷

（一）影响空调冷热负荷的内、外扰因素：①通过围护结构（墙、窗、顶、地）的传热量。②透过外窗的日射得热量。（热辐射）③浸透空气带入室内的热量。④室内设备，照明等室内热源的散热量。⑤人体散热。

（二）影响室内湿负荷的内、外扰因素：①人体出汗散湿。②设备散湿。③各种潮湿表面、液面散湿。④渗透空气带入室内的湿量。四、空调设备容量概算方法空调负荷设计概算指标是根据不同类型和用途的建筑物不同使用空间单位建筑面积或单位空调面积负荷量的统计值，在可行性研究或初步设计阶段可用来进行设备容量概算：表13—7是国内部分建筑的单位空调面积冷负荷指标的概算值。表13—8是按整个建筑考虑的单位建筑面积冷负荷概算指标。

现在国内常用的一种方法是以旅馆为基础，其他建筑的冷冻机容量可用旅馆的基数乘以修正系数β求出。

表13-9给出了几种建筑的值，旅馆的冷冻机容量按80～93w／㎡计。

五、风量计算（一）送风量的确定空调系统的送风量大小决定了送、回、排风管道的断面积大小，从而决定了风道所需占据建筑空间的大小。。

对于集中空调系统，空调系统的总处理风量取决于空调负荷以及送风与室内空气的温差，见式(13-1)。（二）新风量的确定保证空调房间内有足够的新风量，是保证室内人员身体健康与舒适的必要措施。《规范》给出了空调系统最小新风量的规定。见表13-13。六、气流分布方式不同用途的建筑，对气流分布要求不同。①空间大小。②送风口形式、数量、位置。③送风参数。④风量大小。⑤排风口位置。以上都会影响气流的分布。目前国内空调房间常用气流分布的送风方式，按其特点主要可归纳为侧送、孔板送风、散流器送风、条缝送风、喷口送风等。㈠侧送侧送是一种最常用的气流组织方式，它具有结构简单、布置方便和节省投资等优点。一般采用贴附射流形式，工作区通常处于回流中。侧送风的风口一般是百叶式风口，风口可直接安在风管上或墙上。单层百叶风口可调节送风气流风向，双层百叶风口还能在一定范围内调节气流的速度。

百叶风口、侧送风送风口㈡孔板送风将空调送风送入顶棚上的稳压层中，通过孔板均匀送入室内。１、全面孔板送风 2、局部孔板送风

㈢散流器送风平送：层高较低，室温波动有要求下送：使新风能较好地覆盖整个工作区，风量较大。

圆形散流器第四节空气处理设备一．基本的空气处理手段对空气的处理主要包括：热、湿处理（加热，冷却，加湿、除湿四部分）和净化处理这两大类。1、加热：使空气的温度升高

主要的实现途径是用表面式空气加热器、电加热器加热空气。2、冷却：使空气的温度下降主要用表面式空气冷却器或温度低于空气温度的喷淋水来降低空气温度。3、加湿：①向空气中加入干蒸汽（100℃水蒸汽）

②喷水室喷水循环。4、除湿：①表冷器，喷冷水除湿（属降温除湿）还附以用液体,吸湿剂用盐水喷淋空气来进行除湿；②固体孔隙固体吸附剂如硅胶，吸附时会放热，故空气温度升高。二．典型的空气处理设备（一）表面式换热器：可分为表面式空气加热器与表面式空气冷却器，有的可作冷热两用的。

①表面式空气加热器：用热水或蒸汽作热媒，可实现对空气的等湿加热。②表面式空气冷却器：用冷水制冷剂作热媒，可分为冷水式和直接蒸发式两种。1—百叶窗;2—过滤器;3—表面冷却器;4—加热器;5—风机;6—旁通阀

空气进入空调箱先经过过滤器，过滤空气中的灰尘，再进入表冷器冷却降温，然后由风机送往空调房间。（二）喷水室：向流过的空气直接喷大量的水滴，空气与水滴热湿交换。1、组成：喷嘴（雾状水）管路、前后档水板（减少水损失）、水池、壳体。2、特点：多种空气处理过程，具有一定的空气净化能力，耗材少、易加工、但占地大，对水质要求高。水系统复杂，还需定期保养。

被处理的空气经过导流板（或前挡水板）均匀地进入喷水室，与喷嘴排管喷出的水滴直接接触进行热湿交换，然后经过后挡水板过滤掉夹在空气中的水滴后，被风机送入空调房间。（三）加湿与除湿设备1.喷蒸汽加湿2.电加湿器：电热式、电极式

3.冷冻除湿机：（制冷系统与送风装置组成） 4.液体减湿系统（常见的现象：白糖化了、盐变软了）5.转轮除湿机——固体除湿设备

氯化锂、硅胶等等（四）电加热器：通过电阻丝发热来加热空气的设备。

（五）空气净化设备（用于除去灰尘，飞尘）原理：利用纤维对尘粒的惯性碰撞，拦截扩散，静电等作用，使得灰尘附在纤维布上，达到净化空气的目的。使用中的纤维布需定期清洗及更换。

根据拦截灰尘颗粒的大小分为：1.初效过滤：一般净化要求，或I级处理。或作为中、高效要求的空调系统的前级保护。2.中效过滤：适用于中等净化要求的系统，如手术室。3.高效过滤：适用于超净空调系统，如实验室，微电子生产车间。尼龙网初效过滤器板式过滤器三．组合式空气处理室组合式空气处理室也称为组合式空调器或空调箱，是集中设置各种空气处理设备的专用小室或箱体。图示为两组空调箱。第五节能量输配系统

由风机、风道、风阀、水泵、水管和水阀等组成。一．风机输送空气的机械：通常有离心式、轴流式、贯流式几种形式,根据风的方向又分为送风机，引风机。选用参数：额定风量、全压、转速、功率、效率、噪音。（一）离心式风机由叶轮、机壳、风机轴、进风口、电机等组成。工作原理：与离心泵相似借助于叶轮的旋转时产生的离心力，使气体获得压能和动能。离心通风机

二、轴流风机：叶轮，机壳，电机，机座等